基于OMAPLI1X的轨道移频信号测试系统的软件设计

在轨道信号检测中,如何高精度的检测出当前的轨道移频信号一直是保证列车安全运行的重要课题。根据我国轨道移频信号的特点,在采用OMAPL137芯片为主的硬件平台下,采用欠采样和ZFFT的方法对移频信号进行检测,并阐述将算法在硬件平台下实现的流程,为便携式测试仪的设计提供基础。该系统实时性高,稳定性好,可扩展性强。     

采用相位推算法检测FSK信号

随着铁路的迅速发展,需要更多的信息量和更加有效的铁路信号检测方法,为保证列车的安全正点运行,对铁路移频轨道电路进行实时检测.利用频谱分析法能求出移频信号的中心频率和低频参数,但不能得出移频信号的上边频和下边频.而相位推算法正好弥补了这一缺点.文中介绍了一种相位推算法检测FSK信号方法,从而得出移频信号的中心频率、低频参数、上边频和下边频这些参数.     

基于采样率变换和循环卷积的GPS信号快速捕获

提出了一种适用于GPS软件接收机的C／A码和多普勒频移的快速捕获算法。该算法结合了采样率变换FFT和时域卷积两种方法,提高了捕获速度和多普勒频移的精度。算法主要思想为对输入信号重新采样,在较低频率下用FFT获得粗略的码相位和多普勒频移,然后改变码相位对原始信号进行时域卷积,根据相关峰得到精确码相位,同理采用改变多普勒频移进行时域卷积,获得精度较高的多普勒频移。通过对GPS中频数据捕获表明该方案的捕获时间大大缩短。     

基于时频分析的高频地波雷达目标检测算法

为提高海事监测中高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFS-WR)对运动目标的检测准确率,提出了一种基于频谱细化和小波尺度谱重排时频分析的运动目标检测算法.对HFSWR的接收信号进行频率细化处理以提高后续时频分析的频率分辨率;然后,进行基于Morlet小波的时频分析以提取目标的时频分布特征,为提高时频分布的集中性和抑制交叉项干扰,对小波尺度谱进行重排;根据得到的时频分布特征实现可疑目标区的精确检测.实验结果表明:该算法能有效检测多普勒频率相差很小的运动目标以及海杂波附近的运动目标,可用于对常规目标检测算法无法判定的可疑目标区域进行精细、准确的目标检测与分析.     

一种基于二维细化的自适应信号捕获算法

该文针对低信噪比(SNR)情况下信号捕获精度较低的问题提出一种基于伪码相位和载波频率的2维细化自适应捕获算法,该算法根据信号强度自适应调整频率步进值和捕获门限,首先对伪码相位和载波频率进行粗捕,在此基础上对捕获到的伪码相位方格和载波频率方格进行细化,再对伪码相位和载波频率进行细捕以提高捕获精度。该文对算法进行了理论分析和仿真验证,结果表明,该算法能提高捕获的伪码相位分辨率和载波频率分辨率,有效提高检测概率,适用于低信噪比和高精度要求下的信号快速捕获。     

正弦波频率估计的改进Rife算法

根据Rife算法在被估计频率接近量化频率时的估计精度较差,但接近两相邻量化频率中心区域时估计精度接近克拉美—罗限的特点,本文提出改进Rife(I-Rife)算法。I-Rife算法利用频移技术和频谱细化技术使信号频率总是位于两相邻量化频率中心区域后,然后再利用Rife算法便可以获得较高的频率估计精度。I-Rife算法改进了判据,降低了频率修正方向的误判概率,使I-Rife算法在低信噪比下仍能保持较高的频率估计精度。仿真结果表明,在信噪比达到-13dB时,I-Rife算法仍保持较高的频率估计精度,而且整个频段上性能稳定。I-Rife算法计算量小,易于硬件实现,可以实时精确的进行正弦波频率估计。      

频谱细化及频谱校正技术在激光多普勒测速仪中的应用

提出了对多普勒信号先进行频谱细化,再进行频谱校正的方法,阐述了几种常见的离散频谱细化和频谱校正算法的基本原理,并运用它们对不同频率的理想正弦信号和实测的多普勒信号进行谱仿真和实测研究。理论分析和实验结果表明:频谱细化算法中Goertzel细化算法所需的运算量最少,计算速度最快;频谱校正算法中比值校正算法校正公式简单,运算量少,且校正精度较高;频谱细化和频谱校正技术大大提高了频谱分辨率,将其运用于频谱分析型激光多普勒测速仪中切实可行。     

GPS系统多普勒频移估算的研究

在GPS导航定位系统中,多普勒频率偏移直接影响接收机性能。为了克服多普勒频率偏移的影响,提高接收机的GPS信号捕获速度,对多普勒频移估计算法进行了研究。推导了导航卫星运行参数的数学模型,给出多普勒频移估算的数学模型,对导航卫星运行参数及多普勒频移特性进行了MATLAB仿真。结果表明,卫星与接收机之间的相对位置对信号的多普勒频移特性有着较强的影响。仿真结果可以为多普勒频移的估计和补偿提供先验信息。     

无源双基地雷达动目标快速检测算法

在无源双基地雷达系统中,动目标的时延和多普勒频移估计是通过计算直达波信号和目标回波信号的互模糊函数来实现的。提出了首先利用级联积分梳状滤波器（CIC滤波器）对不同时延的互模糊函数进行抽取,然后进行FFT变换的动目标快速检测算法。CIC滤波器在数据抽取过程中能够有效抑制频率混叠干扰及通带信号衰减问题,同时由于信号采样频率的降低,FFT变换的频率分析范围将大大减小,从而明显提高信号处理速度。该算法可以从任意距离单元开始估计目标的多普勒频移,所以可以对数据进行并行处理,这将进一步提高信号检测和处理速度。最后,利用仿真数据验证了该算法的有效性。     

基于移频滤波的脉压雷达抗干扰方法

针对线性调频(LFM)脉冲压缩雷达易受移频欺骗干扰影响的问题,提出了基于移频检测的起始频率捷变LFM雷达抗干扰方法.通过分析匹配滤波器参考函数、目标回波信号和干扰信号在频域的相对位置,利用脉间LFM信号起始频率不同的特点,将接收信号进行移频,使得目标回波信号分量无脉压输出,从而确定干扰信号分量在时域的位置,通过时域选通对未进行移频的接收信号脉压结果中的干扰进行滤除达到抗干扰目的.仿真分析了移频检测抗干扰性能,结果验证了所提方法的有效性.     

面向6G的高分辨率无线信道频域仿真方法及定位技术研究

为了应对6G无线信道中的小数时延和同步误差给定位系统带来的挑战,该文提出基于频域等效的高分辨率信道方法仿真以及基于到达角(AOA)信息的高分辨率定位技术。前者通过将信道抽头时延转换到频域处理,在降低时域方法带来的高复杂度的同时实现了高分辨率仿真,为时延定位信息的实现提供基础;后者则通过将迭代信道估计、基于首到达径检测的AOA估计算法与基于AOA信息的位置估计算法结合起来,在同步误差下实现高精度定位。数值仿真结果表明,二者均在相应的实际场景下实现了高分辨率特性。     

基于多组重频相参积累的多普勒解模糊方法

脉冲多普勒体制雷达一般需要对多组不同脉冲重复频率(PRF)的脉冲组分别进行处理和检测,该文研究了多组PRF相参积累的方法,将不同PRF的脉冲组作为一组进行处理,使各PRF脉冲组回波能够相参积累,只需要对一帧数据进行检测即可解模糊,改善了传统方法由于分别检测造成低信噪比时检测性能较差的问题。分析了各参数对检测结果的影响并以处理结果的主副瓣比作为适应度评价值,通过遗传算法快速搜索满足需要的参数组合,减少了搜索数目。仿真实例说明了使用遗传算法可有效获得具有优良性能的参数组合,不仅检测性能得到有效提升,还较大幅度地降低了成功解模糊所需的信噪比。     

基于变周期梯形毫米波二维配对多目标检测算法

毫米波FMCW雷达体积小、工作频带宽、分辨率高且抗干扰性能强,基于毫米波雷达的多目标检测算法是目前研究热点。但现有的基于FMCW的雷达多目标检测算法存在大量虚警、漏检的问题。文中研究了梯形调频连续波的发射波形并分析了典型的梯形多目标匹配算法,在此基础上结合频域-二维配对法对发射波形及多目标算法加以改进,提出了改进变周期梯形波及多目标检测算法,提高了多目标识别的准确度。     

基于图像分辨率增强算法的场景生成技术

针对高分辨率真实感的虚拟环境及场景浏览时变焦观察的需要,研究了基于图像的高分辨率场景生成技术。图像分辨率增强技术是指利用已采样的信息来重新构建分辨率更高的场景图像,包含单帧图像的分辨率增强和多帧图像序列的分辨率增强两种技术。对于单帧图像的分辨率增强技术,提出了一种基于熵变分的图像分辨率增强算法。该算法在贝叶斯估计和最大熵原理的基础上,将图像像素点梯度信息应用到图像分辨率增强中,从而建立起一种基于图像梯度信息的各向异性自适应分辨率增强算法。对于多帧图像序列的超分辨率复原技术,在单帧熵变分模型的基础上,将双边滤波技术引入到图像超分辨率复原中,建立了一种基于广义熵变分的图像超分辨率复原模型,提出了一种基于几何距离和梯度信息的双重加权各向异性分辨率增强算法。实验结果表明:使用本文算法得到的高分辨率复原图像具有较高的峰值信噪比和视觉质量,与传统图像分辨率增强算法相比具有一定的优势。     

一种宽带频谱检测的空域频域压缩感知方法

压缩感知(CS)技术使快速宽频检测成为可能,采用CS技术的WSN可为认知无线电用户提供频谱信息.针对WSN检测到的频谱数据,该文建立了一种基于空域和频域2维压缩的空频压缩感知(SFCS)模型,提出了相应的重构算法,并详细分析了SFCS的各种性能.仿真结果证实了在同一检测概率下,SFCS模型下比传统模型所需传输数据更少;在相同总压缩率下,该文算法下的ROC性能优于传统算法的性能.     

Fast Holographic Image Reconstruction Using Phase‐Shifting Assisted Depth Detection Scheme for Optical Scanning Holography

For the implementation of a real‐time holographic camera, fast and automatic holographic image reconstruction is an essential technology. In this paper, we propose a new automatic depth‐detection algorithm for fast holography reconstruction, which is particularly useful for optical scanning holography. The proposed algorithm is based on the inherent phase difference information in the heterodyne signals, and operates without any additional optical or electrical components. An optical scanning holography setup was created using a heterodyne frequency of 4 MHz with a 500‐mm distance and 5‐mm depth resolution. The reconstruction processing time was measured to be 0.76 s, showing a 62% time reduction compared to a recent study.     

OFDM系统中基于零子载波检测的频偏估计模糊度校正算法

OFDM系统的性能对频率偏移非常敏感。该文针对频偏估计中所产生的模糊度问题提出了一种基于零子载波检测的频偏估计模糊度校正算法。它利用OFDM符号中不传输信息的子载波进行频偏估计模糊度校正。文中分析了定时误差对算法性能的影响并分析比较了算法的复杂度。仿真结果表明,在性能相近的前提下,该文提出的频偏估计模糊度校正算法与传统的算法相比具有运算量小的优点。     

一种基于高维频率拟合技术的恒虚警穿墙雷达目标定位算法

针对连续波穿墙雷达在检测过程中可能出现的高虚警及频率模糊区域内的目标丢失问题,该文提出了一种基于高维频率拟合技术的恒虚警目标定位算法。该算法首先根据恒虚警检测技术实时调节系统噪声阈值,抑制虚假目标的产生,然后利用2维拟合处理实现不同目标分量的初步识别和参数估计,最后结合检测的实际需求,通过自适应频率拟合算法对分离的各分量进行高维度的参数修正,并给出目标准确的定位结果。实验结果证明该算法能有效去除检测过程中的虚假目标,在不增加硬件复杂度的前提下,提高系统对不同探测环境的适应能力,并能在频率模糊区域内准确识别和定位多个目标。     

基于dOTF的大口径透射光学元件检测技术

为了保证在重力变化下大口径巡天望远镜透镜组的成像质量,需要研究一种可以适用于大口径透镜组的波前检测方法,用于实现系统装调检测。首先,基于差分光学传递函数（differential optical transfer function,dOTF）建立了一套波前对准检测技术,在此基础上,分析了运算过程中相位解缠,CCD探测噪声以及大气扰动对检测算法造成的误差影响,结果表明检测误差分别小于10%、1%和2.5%,经过叠加可得整体的测量精度约为10.3%,满足一般大口径大视场检测系统设计指标。最后针对80 mm的透射式系统进行验证,由实验结果得到波前检测主要成分为彗差,与理论分析结果一致,符合几何光学预测结果。     

喘鸣音的时频谱图特征提取与信号检测

文中提出了一种基于S变换时频谱图的喘鸣音信号检测算法。喘鸣音在时域中具有类似正弦波的形态,但难以直接提取特征。S变换在高频处具有较高的时间分辨率,在低频处具有较高的频率分辨率,可精细化分析喘鸣音信号时频特征。文中通过对呼吸音信号做S变换生成对应的时频谱图,提取与喘鸣音对应的二维谱图像特征,实现了喘鸣音信号检测。实验表明该算法对单个体自身训练的情形检测效果理想,检测敏感性指标可达100%,正阳性预测值可达98%以上。但对于喘鸣音共性特征提取欠缺,有待进一步探索。